(57)【要約】【課題】高速高精細電子写真プロセスにおいても画像スジやバンディングの発生しない高品位な画像を形成することを可能とする現像ローラを提供すること。【解決手段】導電性の軸芯体と、該軸芯体の外周に設けられた弾性層及び／又は樹脂層とを有するローラであって、ローラ表面に現像剤の薄層を形成し、該ローラを感光ドラムに接触させて該感光ドラム表面に該現像剤を供給することにより該感光ドラム表面に可視画像を形成させるための現像ローラにおいて、該弾性層を構成するゴム材料が反発弾性率５０〜７５％で、且つ、比重１．０２〜１．１０であることを特徴とする。【選択図】図１
2005300752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の軸芯体の外周上に少なくとも１層以上の弾性層を形成し、更に該弾性層の外周に樹脂層を設けることより成る現像ローラにおいて、
前記弾性層を構成するゴム材料が反発弾性率５０〜７５％で、且つ、比重１．０２〜１．１０であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記ゴム材料は、硬度（アスカーＣ）が２７°〜５５°であることを特徴とする請求項１記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記ゴム材料は、シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１又は２記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記シリコーンゴムは、
（Ａ）１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン１００重量部、
（Ｂ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子に直結した水素原子を有するオルガノハイドロジェンシロキサン（ケイ素原子に直結した水素原子の総数）／（成分（Ａ）のアルケニル基の総数）が０．５〜１．５になる重量部、
（Ｃ）導電剤及び非導電性充填剤の総量５〜５０重量部、
（Ｄ）触媒本組成物を硬化させるのに十分な量、
を必須成分とする硬化性組成物であることを特徴とする請求項３記載の現像ローラ。
【請求項５】
現像ローラが装着されて成り、該現像ローラの表面に現像剤の薄層を形成し、該現像ローラを画像形成体に接触させて画像形成体表面に現像剤を供給することにより該画像形成体表面に可視画像を形成させる電子写真プロセスカートリッジにおいて、
前記現像ローラが請求項１〜４の何れかに記載の現像ローラであることを特徴とする電子写真プロセスカートリッジ。
【請求項６】
現像ローラが装着されて成り、該現像ローラの表面に現像剤の薄層を形成し、該現像ローラを画像形成体に接触させて画像形成体表面に現像剤を供給することにより該画像形成体表面に可視画像を形成させる電子写真画像形成装置において、
前記現像ローラが請求項１〜４の何れかに記載の現像ローラであることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写装置、プリンタ、静電記録装置等の電子写真画像形成装置において、画像形成体に接触させて該画像形成体表面に現像剤を供給することにより該画像形成体表面に可視画像を形成させる電子写真プロセスカートリッジにおいて、高精細な画像を得ることができる現像ローラとこれを備える電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成体（感光ドラム）に接触させて配置された現像ローラにより、該感光ドラムに現像剤を供給することにより該感光ドラム表面に可視画像を形成する現像方式として、接触現像法が知られている。この接触現像法は、現像ローラ表面に現像剤を付着させ、該現像剤の層厚を層厚規制部材により均一化し、感光ドラムに現像ローラを接触させることにより該感光ドラム表面に現像剤を付着させている。そのため、該現像方式に用いられる現像ローラには、感光ドラムに接触した際に適度なニップを形成するための弾性及び硬度、更には適度な導電性を有する必要がある。
【０００３】
そのために必要な現像ローラの構造としては、従来から、金属等の良導電体から成る軸芯体の外周上に、ＥＰＤＭ、シリコーンゴム、ポリウレタンゴム等の弾性ゴムやその発泡体に導電性を付与するためにカーボンブラック等の導電剤を配合したものを被覆したものが用いられている。更には、その弾性層の外周上には現像ローラ表面への現像剤付着量のコントロールを目的として、導電剤や樹脂粒子を配合した塗膜を被覆したものも提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には弾性層の硬度が２０°〜４０°（アスカーＣ）である現像ローラが提案されている。この案において提案されている現像ローラとしては、画像濃度ムラ及び現像剤劣化防止の観点から上記のような弾性層硬度が提案されている。
【０００５】
このようにして低硬度化された現像ローラは、一定加重により接触している層厚規制部材との接触部の変形量が大きくなるために、プリント停止時に発生した該接触部弾性層の変形が回復しにくくなり、次回プリントする際に画像にはスジが発生して問題となる場合がある。
【０００６】
又、該現像ローラの弾性層を高反発弾性化することで、層厚規制部材との長期接触による接触部の変形量自体を小さくして画像スジの発生を抑えることができることが知られている。特許文献２には、現像ローラを構成する弾性層の硬度を或る程度低硬度化して現像剤に対するストレスを低減して適度なニップを得る等を可能にし、且つ、弾性層の反発弾性率を一定以上大きくすることで、低硬度領域の弾性材料を使用しても層厚規制部材との接触部の変形残りを或る程度低減することが可能になり、画像スジの発生を抑えるという手法が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１１２２２５号公報
【特許文献２】特開平１０−２６８６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年の印字速度の高速化及び画像の高精細化、更にはカラー化に伴い、現像ローラの僅かな形状の変化に対しても敏感に画像にてスジとして確認されるようになり、上記従来技術のように硬度及び反発弾性率が適度に調整された弾性層を有する現像ローラにおいても、層厚規制部材との接触部での変形による画像上のスジが問題となり、更なる改善が望まれるようになってきた。又、弾性層の材料を高反発弾性化することで、現像ローラ駆動機構におけるトルクの増加に伴うバンディングの発生等の不具合も起きている。
【０００９】
よって、本発明では、現像ローラ駆動機構の回転ムラによるバンディングをなくすために、従来技術では層厚規制部材との接触による接触部の変形に伴う画像スジの観点から採用することができなかった低領域の反発弾性率の材料を弾性層に使用しても、比重を最適化することで画像スジやバンディングに対して実力の高い現像ローラを得ることが可能になった。
【００１０】
本発明は、高速高精細電子写真プロセスにおいても画像スジやバンディングの発生しない高品位な画像を形成することを可能とする現像ローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明により、導電性の軸芯体と、該軸芯体の外周に設けられた弾性層及び／又は樹脂層とを有するローラであって、ローラ表面に現像剤の薄層を形成し、該ローラを感光ドラムに接触させて該感光ドラム表面に該現像剤を供給することにより該感光ドラム表面に可視画像を形成させるための現像ローラにおいて、該弾性層を構成するゴム材料が反発弾性率５０〜７５％で、且つ、比重１．０２〜１．１０であることを特徴とする現像ローラが提供される。
【００１２】
本発明により、現像ローラを有し、該現像ローラの表面に現像剤の薄層を形成し、該現像ローラを感光ドラムに接触させて該感光ドラム表面に該現像剤を供給することにより該感光ドラム表面に可視画像を形成させる電子写真プロセスカートリッジにおいて、該現像ローラが上記の現像ローラであることを特徴とする電子写真プロセスカートリッジが提供される。
【００１３】
又、本発明により、現像ローラを有し、該現像ローラの表面に現像剤の薄層を形成し、該現像ローラを感光ドラムに接触させて該感光ドラム表面に該現像剤を供給することにより該感光ドラム表面に可視画像を形成させる電子写真画像形成装置において、該現像ローラが上記の現像ローラであることを特徴とする電子写真画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る現像ローラは、高速高精細電子写真プロセスカートリッジ及び該電子写真プロセスカートリッジが組み込まれた電子写真画像装置において、該現像ローラの現像剤層厚規制部材との長期接触で起こる接触部の変形による画像スジや、現像ローラの回転ムラによるバンディングが無い高精細な画像を供給することが可能になる。又、これにより、画像スジやバンディングの無い高精細な画像を得ることができる電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置が提供された。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、現像ローラにおいて、反発弾性率が５０〜７５％であり、且つ、比重が１．０２〜１．１０であることを満たす材料を該現像ローラの弾性層として用いることで、画像スジやバンディングの無い高精細な画像を得ることが可能であることを発見し、本発明に至った。
【００１６】
又、弾性層を形成するために用いる弾性体の硬度としては、２７〜５５°（アスカーＣ）であることが好ましく、材料としてはシリコーンゴムが好適である。
【００１７】
シリコーンゴムとしては、１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンが１００重量部に対して１分子中に少なくとも２個のケイ素原子に直結した水素原子を有するオルガノハイドロジェンシロキサン（ケイ素原子に直結した水素原子の総数）／（成分（Ａ）のアルケニル基の総数）が０．８〜１．５になる重量部であり、且つ、導電性付与剤及び／又は補強性重点材及び／又は増量剤の総量が５〜５０重量部であり、且つ、触媒が本組成物を硬化させるのに十分な量である硬化性組成物であることが好適である。
【００１８】
次に、好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は実施例によって何ら限定されるものではない。
【００１９】
［現像ローラ］
次に、本発明の現像ローラの構成について説明する。本発明の現像ローラは、例えば、図１に示すような断面構造を有し、図２にも示すように導電性の軸芯体１と、該軸芯体１の外周上に同芯円状に形成された弾性層２と該弾性層２の外周上に形成された樹脂層である表層３を有する。
【００２０】
［軸芯体］
本発明で使用する導電性の軸芯体１は、例えば、炭素鋼合金表面に５μｍ厚さの工業ニッケルメッキを施した円柱である。導電性軸芯体１を構成する材料としては他にも、例えば鉄、アルミニウム、チタン、銅、ニッケル等の合金やこれらの金属を含むステンレス、ジュラルミン、真鍮及び青銅等の合金、更にカーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材料等の剛直で導電性を示す公知の材料を使用することもできる。又、形状としては、円柱状の他に中心部分を空洞とした円筒形状とすることもできる。
【００２１】
［弾性層］
弾性層を形成する原料主成分のゴムとしては、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、ＮＢＲの水素化物、多硫化ゴム、ウレタンゴム等のゴム材料を用いることができる。
【００２２】
更に、本発明の現像ローラでは、その弾性層を形成するゴム成型体とする際、個別的な用途に合わせて、弾性層自体に要求される機能に必要な成分、例えば、導電剤、非導電性充填剤等、又、ゴム成型体とする際に利用される各種添加剤成分、例えば、架橋剤、触媒、分散促進剤等、各種の添加剤を主成分のゴム材料に適宜配合することができる。
【００２３】
弾性層に導電性を付与する目的に添加する導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼などの各種導電性金属又は合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫−酸化アンチモン固溶体、酸化錫−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物、これらの導電性材料で被覆された絶縁性物質等の微粉末を用いることができる。これらの内、カーボンブラックは、比較的容易に入手でき、又、主成分のゴム材料の種類によらず、良好な帯電性が得られるため、好適に利用できる。
【００２４】
ゴム成型体中に添加可能な非導電性充填剤としては、珪藻土、石英粉末、乾式シリカ、湿式シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミノケイ酸、炭酸カルシウム等を挙げることができる。この際用いるシリカとしては、特に制限はなく、従来から公知のものを広く使用でき、例えば、上述した乾式法による無水ケイ酸、湿式法による含水ケイ酸、合成ケイ酸塩等を挙げることができる。
【００２５】
本発明の現像ローラにおいて、弾性層を形成するゴム成型体の反発弾性率は、５０〜７５％の範囲に選択する。弾性層を形成するゴム成型体の反発弾性率が５０％未満では、セット性能に寄与するゴム弾性が得られ難くなる。一方、７５％を超える場合には、現像ローラの駆動トルクの増加に伴うバンディングが発生する。
【００２６】
同時に弾性層を形成するゴム成型体の比重は１．０２〜１．１０の範囲になるように選択される。ゴム成型体の比重が１．０２未満となる範囲では、ゴム成型体の補強性が不十分となるために製品に必要な弾性層としての耐久性が損なわれ、連続耐久時に弾性層の削れやカケが発生する問題が出てくる。
【００２７】
一方、ゴム成型体の比重が１．１０を超える場合には、前記の反発弾性率の範囲であっても、ゴム成型体中のセット性能に寄与するゴム弾性を発現するためのポリマー成分の挙動が阻害されることになるため好ましくない。
【００２８】
弾性層を形成するゴム成型体の硬度は２７°〜５５°（アスカーＣ）の範囲が好ましい。弾性層を形成するゴム成型体の硬度（アスカーＣ）が２７°未満では、耐久による導電性樹脂層の端部が剥がれるので好ましくない。又、５５°を超える場合には、現像剤に対するストレスが増加して現像スジが発生するため問題である。
【００２９】
特に、弾性層を形成する原料主成分のゴムとしてシリコーンゴムを用いると、上記の範囲のような反発弾性率および比重のものが得られ易い。シリコーンゴムとしては、加工性に優れている、硬化反応に伴う副生成物の発生がないため寸法安定性が良好である、硬化後の物性が安定している等の理由から、付加反応架橋型シリコーンゴムポリマーが好ましい。
【００３０】
このシリコーンゴムは、例えば化学式１で表されるオルガノポリシロキサン及び化学式２で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを含み、更に触媒や他の添加物と適宜混合させて用いることができる。
【００３１】
オルガノポリシロキサンはシリコーンゴムのベースポリマーであり、その分子量は特に限定されないが１０万以上１００万以下が好ましく、平均分子量は４０万以上７０万以下が好ましい。
【００３２】
オルガノポリシロキサンのアルケニル基は１分子中に少なくとも２個有していることが望ましく、その種類は特に限定されないが、活性水素との反応性が高い等の理由から、ビニル基及びアリル基の少なくとも一方であることが好ましく、ビニル基が特に好ましい。
【００３３】
オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、硬化工程における付加反応の架橋剤の働きをするもので、一分子中のケイ素原子結合水素原子の数は２個以上であり、硬化反応を最適に行わせるために、３個以上のポリマーが好ましい。ポリオルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子量に特に制限はなく、１０００〜１００００まで含有されるが、硬化反応を適切に行わせるために、比較的低分子量の１０００以上５０００以下が好ましい。
【００３４】
オルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、オルガノポリシロキサン中のアルケニル基の数に対し、オルガノハイドロジェンポリシロキサン中のＳｉ−Ｈ基の数、即ち（ケイ素原子に直結した水素原子の総数）／（オルガノポリシロキサンのアルケニル基の総数）が０．５より小さいと十分な網状構造を採れずに硬化後の必要な反発弾性率や硬度が得られず、１．５より大きいと未反応のＳｉ−Ｈ基が水分等により余剰の架橋反応を起こして硬くなるため、０．５〜１．５の範囲が良い。
【００３５】
導電剤及び非導電性充填剤の配合量は、オルガノポリシロキサン１００部に対し５部より少ないと得られるシリコーンゴムの補強性が乏しいものとなり、５０部より多いとセット性能に寄与するゴム弾性を発現するためのポリマー成分の挙動が阻害されるため、５〜５０部が好ましい。
【００３６】
シリコーンゴムの触媒としては、ヒドロシリル化反応において触媒作用を示す遷移金属化合物が使用できる。その具体例としては、Ｆｅ（ＣＯ）5Ｃｏ（ＣＯ）8、ＲｕＣｌ3、ＩｒＣｌ3、〔（オレフィン）ＰｔＣｌ2〕2、ビニル基含有ポリシロキサン−Ｐｔ錯体、Ｈ2ＰｔＣｌ6・６Ｈ2Ｏ、Ｌ2Ｎｉ（オレフィン）、Ｌ4Ｐｄ、Ｌ4Ｐｔ、Ｌ2ＮｉＣｌ2（但し、Ｌ＝ＰＰｈ3若しくはＰＲ’3、ここでＰはリン、Ｐｈはフェニル基、Ｒ’はアルキル基を示す）を挙げることができる。その中でも、白金、パラジウム、ロジウム系遷移金属化合物が好ましい。
【００３７】
上記触媒の配合量は、白金系金属化合物触媒の場合、シリコーンゴム（各種配合物を含む）中、白金として１質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下が好ましいが、この範囲に限定されることはなく、目標とする可使時間、硬化時間、製品形状等により適宜選択される。
【００３８】
弾性層を軸芯体１の周りに配する方法としては、押し出し成形、射出成形等、幾つかの方法が挙げられる。このうち、押し出し成形により加工される弾性体は、成形用の金型を用意する必要がない等の利点はあるものの、そのままでは現像ローラに使用するための形状精度を有していないため、円筒研削盤等により表面を研磨することで、所望の形状に仕上げ加工する必要がある。
【００３９】
それに対し、未硬化材料を円筒型内に注入して、その後加熱加硫することにより弾性層を軸体の周りに配する方法による現像ローラ弾性層の形成においては、ローラ形状は、使用する型の形状をある一定の収縮量の基に再現するため、研磨することなしに十分満足できる形状精度を有するものを得ることができる。
【００４０】
【化１】
2005300752.tif 000003
【００４１】
【化２】
2005300752.tif 000004
［表層］
本発明では以上のようにして形成された導電性弾性層の表面に更に表層として樹脂層を形成することもできる。表層を形成する材料としては、各種のポリアミド、フッ素樹脂、水素添加スチレン−ブチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、オレフィン樹脂等が挙げられる。
【００４２】
これらの表層を構成する材料は、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミル等のビーズを利用した従来公知の分散装置を使用して分散させる。得られた表層形成用の分散体は、スプレー塗工法、ディッピング法等により導電性基体の表面に塗工される。本発明においては、現像ローラの表面が均一に粗面となることが好ましいので、特にスプレー塗工が好ましく用いられる。
【００４３】
表層の厚みとしては、低分子量成分が染み出してきて感光体を汚染することを防止する観点から５μｍ以上が好ましく、現像ローラが硬くなり、融着が発生することを防止する観点から５００μｍ以下が好ましい。より好ましくは１０〜３０μｍである。
【００４４】
上記のようにして形成する表層中に質量平均粒径が１〜２０μｍの微粒子を分散させることにより、現像ローラ表面の現像剤の搬送を容易にすることができ、充分な量の現像剤を現像領域に搬送することができ、好ましい。このような目的に使用する微粒子としては、例えば、ポリメチルメタクリル酸メチル微粒子、シリコーンゴム微粒子、ポリウレタン微粒子、ポリスチレン微粒子、アミノ樹脂微粒子、フェノール樹脂微粒子等のプラスチックピグメントが挙げられるが、特にポリメチルメタクリル酸メチル微粒子及びシリコーンゴム微粒子が好ましい、これらの微粒子は前記表層の約２０〜２００質量％（この微粒子を除く表層構成成分の総質量に対して）の範囲で添加することが好ましい。
【００４５】
［電子写真プロセスカートリッジ］
次に、本発明の現像ローラを有する接触現像方式の電子写真画像形成装置概略図の一例を図３に示す。
【００４６】
先ず、本発明の現像ローラを有する電子写真プロセスカートリッジを説明する。電子写真プロセスカートリッジには、一次帯電ローラ４と、感光体ドラム５と、現像ローラ１１と、現像剤供給ローラ１２と、現像剤層厚規制部材である現像剤層厚規制部材１５と、撹拌羽１７と、現像剤１４とが１つのカートリッジにまとめられ、電子写真画像装置の中で一体的に交換可能となっている。撹拌羽で現像剤供給ローラに送られた現像剤は、現像剤層厚規制部材によって現像ローラ１１表面に均一にコートされ、感光体ドラム５表面へと運ばれ、現像される。紙等の記録メディア１０に現像剤が転写された後、感光体ドラム５表面は一次帯電ローラで再び均一に帯電される。
【００４７】
図３に従って接触現像方式の電子写真画像形成装置を見て行くと、本発明の現像ローラ１１は、その表面に現像剤１４を保持して矢印の方向に回転しながら感光体ドラム５上にレーザー光１６によって形成された潜像を現像し、現像に使用されずに現像ローラ１１表面に残った現像剤を表面に坦持したまま現像容器１３に戻す。
【００４８】
現像容器の内部では現像剤供給ローラ１２が現像ローラ１１表面に残った現像剤を現像ローラ１１表面から取り除くとともに、新しい現像剤を現像ローラ１１の表面に供給する。現像ローラ１１表面に供給された新しい現像剤は、現像剤層厚規制部材１５にてコート厚さを均一に整えられ、現像領域に搬送されていく。この繰り返しによって現像ローラ１１は常に新しい現像剤を均一にコートして静電潜像を現像する。
【００４９】
現像された現像剤像は感光体ドラム５の回転によって転写領域に運ばれ、転写ローラ９で記録メディア１０に転写される。その後、未定着の現像剤像は定着ローラ７と加圧ローラ８の間を通り、圧力と熱で記録メディアに定着される。転写工程で転写されずに感光体ドラム５上に残った現像剤は、感光体ドラム５の回転に伴い清掃用の弾性ブレード６で感光体ドラムから取り除かれる。表面が清掃された感光体ドラム５の表面は一次帯電ローラ４で帯電され、再び露光、現像されるという工程を繰り返す。
【００５０】
以下に実施例によって本発明を更に詳細に説明する。
【００５１】
先ず、実施例及び比較例にて用いた弾性層材料の各物性の測定方法について説明する。
【００５２】
［アスカーＣ硬度］
アスカーＣ硬度の測定は、厚さ６ｍｍの試験片に対し、アスカーＣ型硬度計（高分子計器株式会社製）を用いて行った。測定器以外の測定方法の詳細はＪＩＳ−Ｋ６２５３の５（デュロメータ硬さ試験）に準じて行った。
【００５３】
［反発弾性率］
反発弾性率の測定は、ＪＩＳＫ６２５５に従って行った。
【００５４】
［比重］
比重の測定は、ＪＩＳＫ６２６８の５. １（Ａ法）に従って行った。但し、水の温度は２３±２℃とした。
【００５５】
次に。実施例及び比較例にて行った現像ローラの評価方法について説明する。
【００５６】
［バンディングの画像評価方法］
本評価で使用した電子写真式レーザービームプリンタは、Ａ４版出力用のマシンで、記録メディアの出力スピードはＡ４縦１６枚／分、画像の解像度は６００ｄｐｉである。感光体ドラムはアルミシリンダにＯＰＣ（有機光導電体）層をコートした反転現像方式の感光ドラムであり、最外層は変性ポリカーボネートをバインダー樹脂とする電荷輸送層である。
【００５７】
バンディングの画像評価は、ベタ画像及びハーフトーン画像より行った。即ち、画像濃度が十分に濃く、画像印字方向と垂直な方向に現像ローラの駆動ギヤ周期でスジが発生し実用上問題であるレベルを×、スジは薄く発生するが実用上問題のないレベルを△、スジが全く見られないものを○とした。
【００５８】
［セット性能の画像評価方法］
現像ローラを電子写真プロセスカートリッジに装着し、４０℃、９５％Ｒ．Ｈの環境下で１ヶ月放置した後、新たに用意した電子写真プロセスカートリッジに該現像ローラを装着し直し、電子写真レーザービームプリンタにて画像評価を行った。
【００５９】
画像評価については、画像濃度が十分に濃く、画像印字方向と垂直な方向に現像ローラ周期でスジが発生し実用上問題であるレベルを×、スジは薄く発生するが実用上問題のないレベルを△、スジが全く見られないものを○とした。
【００６０】
［現像スジの画像評価方法］
現像ローラを電子写真レーザービームプリンターに装着し、感光ドラムの回転方向と垂直方向に幅２ドット、間隔５０ドットの横線を描くような画像をそのまま１００００枚連続耐久した後、感光ドラムの回転方向と垂直方向に幅１ドット、間隔２ドットの横線を描くような画像により評価を行った。即ち、現像ローラ表面、又はブレードへの現像剤の融着による現像ローラピッチの画像不良が見られるレベルを×、現像ローラピッチの画像不良は見られるが実用上問題のないレベルを△、現像ローラピッチの画像不良が全く見られないレベルを○とした。
【００６１】
［表層の密着力］
１００００枚の連続耐久後に現像ローラの表面を目視により観察し、端部から画像領域まで表層が浮いているのが観察され、又は剥がれてしまったレベルを×、端部で表層が浮いているのが観察され、又は剥がれたが非画像領域のために実用上問題のないレベルを△、剥がれがないレベルを○とした。
【００６２】
次に、本発明で実際に評価を行った現像ローラの製造方法について詳細に説明する。
【００６３】
先ず、軸芯体には鉄表面に化学ニッケルメッキを施したものを使用し、円筒形金型中心部に該軸芯体を配置し、該円筒金型内にその注入口からシリコーンゴムを注入し、１１０℃で５分間、加熱硬化させてシリコーンゴム弾性層を成形した。該シリコーンゴムは、オルガノポリシロキサンに充填剤として石英粉末、カーボンブラックを配合し、更に硬化触媒として白金化合物を微量配合したものと、オルガノハイドロジェンポリシロキサンに充填剤として石英粉末、カーボンブラックを配合し、更に微量の硬化遅延剤を配合したものとを重量比１：１で混合したものを使用した。シリコーンゴム弾性層の形成に先立ち、芯金表面にはシリコーンゴムと軸芯体との接着性を向上させる目的で、プライマー処理を行った。
【００６４】
次に、このシリコーンゴム弾性層の硬化後の物性を安定させる、シリコーンゴム弾性層中の反応残渣及び未反応低分子分を除去する等を目的として、２００℃で４時間の熱処理を行った。
【００６５】
その後、得られたシリコーンゴム弾性層の表面上に、ウレタン樹脂及び現像剤搬送性を良くする目的で平均粒径１０〜２０μｍのポリメチルメタクリル酸メチル微粒子を１０〜２０％分散させた液をディッピングにより積層させた。
【００６６】
そして、塗工・風乾後の該ローラを１４０℃で４時間の熱処理により、表層としておよそ２０μｍの厚さのポリウレタン樹脂層を製膜した。
【００６７】
上記の方法、材料にて下記実施例１〜７及び比較例１〜８は、シリコーンゴムに含まれる充填剤の比率及びポリマー架橋密度を変更することにより、シリコーンゴム弾性層の比重、硬度及び反発弾性率を種々変更して特性を評価した結果を下記に示す。
【実施例１】
【００６８】
材料中の比重を１．０６とし、且つ、硬化させたときの材料硬度が４６°（アスカーＣ）で反発弾性率が７２％であるシリコーンゴムを使用し、上記の方法に従って、直径８ｍｍの鉄製軸上にシリコーンゴム弾性層を形成し、ゴム部分の直径１６ｍｍでゴム部分長さ２４０ｍｍの導電性ローラ弾性層を得た。
【００６９】
次に、得られたシリコーンゴム弾性層に対し、上記表層塗料にてディッピングし、１４０℃で４時間乾燥することにより厚さおよそ２０μｍの表層を設けた。得られた現像ローラを電子写真画像装置に組み込んで画像を出力したところ、スジの無い均一濃度の画像を得た。結果を表１にまとめた。
【実施例２】
【００７０】
使用するシリコーンゴム材料の比重が１．０２で、且つ、硬化させたときの材料硬度が３３°（アスカＣ）で反発弾性率が６０％である以外は、実施例１と同様にして現像ローラを作製した。実施例１と同様に測定、評価を行い、結果を表１にまとめた。
【実施例３】
【００７１】
使用するシリコーンゴム材料の比重が１．０７で、且つ、硬化させたときの材料硬度が４１°（アスカＣ）で反発弾性率が６３％である以外は、実施例１と同様にして現像ローラを作製した。実施例１と同様に測定、評価を行い、結果を表１にまとめた。
【実施例４】
【００７２】
使用するシリコーンゴム材料の比重が１．１０で、且つ、硬化させたときの材料硬度が４３°（アスカＣ）で反発弾性率が６１％である以外は、実施例１と同様にして現像ローラを作製した。実施例１と同様に測定、評価を行い、結果を表１にまとめた。
【実施例５】
【００７３】
使用するシリコーンゴム材料の比重が１．０６で、且つ、硬化させたときの材料硬度が３３°（アスカーＣ）で反発弾性率が５３％である以外は、実施例１と同様にして現像ローラを作製した。実施例１と同様に測定、評価を行い、結果を表１にまとめた。
【実施例６】
【００７４】
使用するシリコーンゴム材料の比重が１．０３で、且つ、硬化させたときの材料硬度が２６°（アスカーＣ）で反発弾性率が５０％である以外は、実施例１と同様にして現像ローラを作製した。実施例１と同様に測定、評価を行い、結果を表１にまとめた。
【実施例７】
【００７５】
使用するシリコーンゴム材料の比重が１．０８で、且つ、硬化させたときの材料硬度が５６°（アスカーＣ）で反発弾性率が７５％である以外は、実施例１と同様にして現像ローラを作製した。実施例１と同様に測定、評価を行い、結果を表１にまとめた。
（比較例１）
使用するシリコーンゴム材料の比重が１．０１で、且つ、硬化させたときの材料硬度が４７°（アスカーＣ）で反発弾性率が７８％である以外は、実施例１と同様にして現像ローラを作製した。実施例１と同様に測定、評価を行い、結果を表２にまとめた。但し、このローラは１００００枚の連続耐久時に“カケ”が発生し、現像スジの画像と表層の密着力を評価することはできなかった。
（比較例２）
使用するシリコーンゴム材料の比重が１．０３で、且つ、硬化させたときの材料硬度が４６°（アスカーＣ）で反発弾性率が７８％である以外は、実施例１と同様にして現像ローラを作製した。実施例１と同様に測定、評価を行い、結果を表２にまとめた。
（比較例３）
使用するシリコーンゴム材料の比重が１．２７で、且つ、硬化させたときの材料硬度が７０°（アスカーＣ）で反発弾性率が８２％である以外は、実施例１と同様にして現像ローラを作製した。実施例１と同様に測定、評価を行い、結果を表２にまとめた。
（比較例４）
使用するシリコーンゴム材料の比重が１．０１で、且つ、硬化させたときの材料硬度が３１°（アスカーＣ）で反発弾性率が５２％である以外は、実施例１と同様にして現像ローラを作製した。実施例１と同様に測定、評価を行い、結果を表２にまとめた。但し、このローラは１００００枚の連続耐久時に“カケ”が発生し、現像スジの画像と表層の密着力を評価することはできなかった。
（比較例５）
使用するシリコーンゴム材料の比重が１．１６で、且つ、硬化させたときの材料硬度が４８°（アスカーＣ）で反発弾性率が７６％である以外は、実施例１と同様にして現像ローラを作製した。実施例１と同様に測定、評価を行い、結果を表２にまとめた。
（比較例６）
使用するシリコーンゴム材料の比重が１．０１で、且つ、硬化させたときの材料硬度が１２°（アスカーＣ）で反発弾性率が２６％である以外は、実施例１と同様にして現像ローラを作製した。実施例１と同様に測定、評価を行い、結果を表２にまとめた。但し、このローラは１００００枚の連続耐久時に“カケ”が発生し、現像スジの画像と表層の密着力を評価することはできなかった。
（比較例７）
使用するシリコーンゴム材料の比重が１．０４で、且つ、硬化させたときの材料硬度が１６°（アスカーＣ）で反発弾性率が３０％である以外は、実施例１と同様にして現像ローラを作製した。実施例１と同様に測定、評価を行い、結果を表２にまとめた。
（比較例８）
使用するシリコーンゴム材料の比重が１．２７で、且つ、硬化させたときの材料硬度が３７°（アスカーＣ）で反発弾性率が４２％である以外は、実施例１と同様にして現像ローラを作製した。実施例１と同様に測定、評価を行い、結果を表２にまとめた。
【００７６】
【表１】
2005300752.tif 000005
【００７７】
【表２】
2005300752.tif 000006
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の現像ローラは、弾性層に使われる反発弾性率と比重を規定することで、バンディングや画像スジに対して実力の高い現像ローラを提供することが可能である。
【００７９】
即ち、本発明は電子写真複写装置、プリンタ、静電記録装置等の電子写真画像形成装置において、現像ローラ駆動機構の回転ムラによるバンディングをなくすために低領域の反発弾性率の材料を使用しても、比重を最適化することで層厚規制部材との長期接触で起こる接触部の変形による画像スジが無く、高精細な画像を得ることのできる現像ローラを有する電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の形態を示す現像ローラの概念的断面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す現像ローラの概念的斜視図である。
【図３】本発明の電子写真画像形成装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８１】
１    軸芯体
２    弾性層
３    表層
４    一次帯電ローラ
５    感光体ドラム
６    弾性ブレード
７    定着ローラ
８    加圧ローラ
９    転写ローラ
１０  記録メディア
１１  現像ローラ
１２  現像剤供給ローラ
１３  現像容器
１４  現像剤
１５  現像剤層厚規制部材
１６  レーザー光
１７  攪拌羽
【図１】
2005300752.tif 000007
【図２】
2005300752.tif 000008
【図３】
2005300752.tif 000009